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Teilprojekt B02

PET-Rekonstruktionen von dünnen Strukturen und ihre Validierung

Teilprojektleiter: Frank Wübbeling, Florian Büther (seit 07/2013), Martin Burger (seit 07/2009)
Ehemalige Teilprojektleiter: Klaus Schäfers (07/2009-06/2013), Gerold Alsmeyer (07/2005-06/2009), Sergei Gorlatch (07/2005-06/2009), Frank Natterer (07/2005-06/2009)
Projektlaufzeit: 07/2005–06/2017

Projekt

Wir werden Algorithmen für die PET-Rekonstruktion dünner Strukturen entwickeln, etwa das rechtsventrikuläre Myokard. Unterschiedliche Variationsansätze zur Regularisierung sollen untersucht werden, die mathematisches Vorwissen über Anatomie oder kinetische Modelle repräsentieren können. Weiterhin werden wir die Auswirkung der Datenqualität auf die erzielbare Auflösung untersuchen. Wir werden die Algorithmen im SFB 656 entwickelten Rekonstruktionssystem EMrecon implementieren und sie mit Software- und Hardware-Phantomen sowie klinischen Daten validieren.


Im Teilprojekt B02 entstandene Publikationen

2018

Büther F, Ernst I, Frohwein LJ, Pouw J, Schafers KP, Stegger L. Data-driven gating in PET: Influence of respiratory signal noise on motion resolution. Med Phys 2018;45: 3205-3213. Abstract
Reips L, Burger M, Engbers R. Towards dynamic PET reconstruction under flow conditions: Parameter identification in a PDE model. Journal of Inverse and Ill-posed Problems 2018;26: 185-200. Abstract

2017

Hess M, Buther F, Schafers KP. Data-Driven Methods for the Determination of Anterior-Posterior Motion in PET. IEEE Trans Med Imaging 2017;36: 422-432. Abstract
Noto B, Buther F, Auf der Springe K, Avramovic N, Heindel W, Schafers M, Allkemper T, Stegger L. Impact of PET acquisition durations on image quality and lesion detectability in whole-body 68Ga-PSMA PET-MRI. EJNMMI Res 2017;7: 12. Abstract

2016

Buther F, Vehren T, Schafers KP, Schafers M. Impact of Data-driven Respiratory Gating in Clinical PET. Radiology 2016: 152067. Abstract
Büther F, Vrachimis A, Becker A, Stegger L. Impact of MR-safe headphones on PET attenuation in combined PET/MRI scans. EJNMMI Res 2016;6: 20. Abstract
Reinartz G, Haverkamp U, Wullenkord R, Lehrich P, Kriz J, Buther F, Schafers K, Schafers M, Eich HT. 4D-Listmode-PET-CT and 4D-CT for optimizing PTV margins in gastric lymphoma : Determination of intra- and interfractional gastric motion. Strahlenther Onkol 2016;192: 322-332. Abstract

2015

Ersepke T, Buther F, Hess M, Schafers KP. A contactless approach for respiratory gating in PET using continuous-wave radar. Med Phys 2015;42: 4911. Abstract
Heß M, Büther F, Gigengack F, Dawood M, Schäfers KP. A dual-Kinect approach to determine torso surface motion for respiratory motion correction in PET. Med. Phys. 2015;42: 2276-2286. Abstract

2014

Burger M, Müller J, Papoutsellis E, Schönlieb CB. Total variation regularization in measurement and image space for PET reconstruction. Inverse Probl 2014;30: 105003. Abstract

2013

Benning M, Brune C, Burger M, Müller J. Higher-Order TV Methods - Enhancement via Bregman Iteration. J Sci Comput 2013;54: 269-310. Abstract
Buther F, Ernst I, Hamill J, Eich HT, Schober O, Schafers M, Schafers KP. External radioactive markers for PET data-driven respiratory gating in positron emission tomography. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2013;40: 602-614. Abstract
Dawood M, Gigengack F, Jiang X, Schäfers KP. A mass conservation-based optical flow method for cardiac motion correction in 3D-PET. Med Phys 2013;40: 012505. Abstract
Gigengack F, Ruthotto L, Jiang X, Modersitzki J, Burger M, Hermann S, Schäfers KP. Atlas-Based Whole-Body PET-CT Segmentation using a Passive Contour Distance. Lect Notes Comput Sc 2013;7766: 82-92. Abstract
Gottschlag H, Kösters T, Vernekohl D, Reygers K, Schäfers KP, Wübbeling F, Wessels JP. Towards Quantitative Image Reconstruction Using Monte-Carlo Simulations in Multi-Wire Proportional Chamber-Based Small Animal PET. IEEE Trans Nucl Sci 2013;60: 3343-3354. Abstract
Sawatzky A, Tenbrinck D, Jiang X, Burger M. A Variational Framework for Region-Based Segmentation Incorporating Physical Noise Models. J Math Imaging Vision 2013;47(3): 179-209. Abstract

2012

Gigengack F, Ruthotto L, Burger M, Wolters C, Jiang X, Schäfers K. Motion Correction in Dual Gated Cardiac PET using Mass-Preserving Image Registration. IEEE Trans Med Imaging 2012;31: 698-712. Abstract
Gigengack F, Ruthotto L, Kösters T, Jiang X, Modersitzki J, Burger M, Hermann S, Schäfers KP. Atlas-Based Segmentation Using Passive Contours. IEEE NSS/MIC 2012: 3015-3016.
Gigengack F, Ruthotto L, Kösters T, Jiang X, Modersitzki J, Burger M, Wolters CH, Schäfers KP. Pipeline for Motion Correction in Dual Gated PET. IEEE NSS/MIC 2012: 2983-2984. Abstract
Ruthotto L, Kugel H, Olesch J, Fischer B, Modersitzki J, Burger M, Wolters CH. Diffeomorphic susceptibility artifact correction of diffusion-weighted magnetic resonance images. Phys Med Biol 2012;57: 5715-5731. Abstract

2011

Engbers R, Benning M, Heins P, Schäfers K, Burger M. Sparse recovery in myocardial blood flow quantification via PET. IEEE NSS/MIC 2011: 3742-3744.
Gigengack F, Ruthotto L, Burger M, Wolters CH, Jiang X, Schäfers KP. Mass-preserving motion correction of PET: Displacement field vs spline transformation. IEEE NSS/MIC 2011: 3088-3090.
Gigengack F, Ruthotto L, Burger M, Wolters CH, Jiang X, Schäfers KP. Mass-preserving motion correction of dual gated cardiac PET. IEEE NSS/MIC 2011: 3206-3208.
Kösters T, Schäfers KP, Wübbeling F. EMRECON: An expectation maximization based image reconstruction framework for emission tomography data. IEEE NSS/MIC 2011: 4365-4368.
Muller J, Brune C, Sawatzky A, Kosters T, Schäfers KP, Burger M. Reconstruction of short time PET scans using Bregman iterations. IEEE NSS/MIC 2011: 2383-2385.
Sawatzky A, Tenbrinck D, Jiang X, Burger M. A Variational Framework for Region-Based Segmentation Incorporating Physical Noise Models. UCLA 2011;11Abstract
Schellmann M, Gorlatch S, Meiländer D, Kösters T, Schäfers K, Wübbeling F, Burger M. Parallel medical image reconstruction: from graphics processing units (GPU) to grids. J Supercomp 2011;52: 151-160. Abstract

2010

Büther F, Ernst I, Dawood M, Kraxner P, Schäfers M, Schober O, Schäfers KP. Detection of respiratory tumour motion using intrinsic list mode-driven gating in positron emission tomography. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2010;37: 2315-2327. Abstract
Dawood M, Brune C, Büther F, Jiang X, Burger M, Schober O, Schäfers M, Schäfers KP. A continuity equation based optical flow method for cardiac motion correction in 3 D PET data. Lect Notes Comput Sc 2010;6326: 88-97. Abstract
Gigengack F, Ruthotto L, Burger M, Wolters CH, Jiang X, Schäfers K. Motion correction of cardiac PET using mass-preserving registration. IEEE NSS/MIC 2010: 3317-3319.
Kösters T. Derivation and analysis of scatter correction algorithms for quantitative positron emission tomography 2010Abstract
Law MP, Schäfers K, Kopka K, Wagner S, Schober O, Schäfers M. Molecular imaging of cardiac sympathetic innervation by 11C-mHED and PET: from man to mouse?. J Nucl Med 2010;51: 1269-1276. Abstract
Tenbrinck D, Dawood M, Gigengack F, Fieseler M, Jiang X, Schäfers K. Motion correction in Positron Emission Tomography considering Partial Volume Effects in optical flow estimation. IEEE ISBI 2010: 1233-1236. Abstract

2009

Benning M, Burger M. Error estimation for variational models with non-Gaussian noise 2009Abstract
Sawatzky A, Brune C, Müller J, Burger M. Total Variation Processing of Images with Poisson Statistics. Lect Notes Comput Sc 2009;5702: 533-540. Abstract
Schellmann M, Gorlatch S, Meiländer D, Kösters T, Schäfers K, Wübbeling F, Burger M. Parallel Medical Image Reconstruction: From Graphics Processors to Grids. Lect Notes Comput Sc 2009;5698: 457-473. Abstract

2008

Benning M, Kösters M, Wübbeling F, Schäfers K, Burger M. A nonlinear variational method for improved quantification of myocardial blood flow using dynamic H215O pET. IEEE NSS 2008: 4472-4477.
Hoefler T, Schellmann M, Gorlatch S, Lumsdaine A. Communication Optimization for Medical Image Reconstruction Algorithms. Lect Notes Comput Sc 2008;5205: 75-83.
Schafers KP, Stegger L. Combined imaging of molecular function and morphology with PET/CT and SPECT/CT: image fusion and motion correction. Basic Res Cardiol 2008;103: 191-199. Abstract
Schellmann M, Vording J, Gorlatch S. Systematic Parallelization of Medical Image Reconstruction for Graphics Hardware. Lect Notes Comput Sc 2008;5168: 811-821.
Schellmann M, Vording J, Gorlatch S, Meilander D. Cost-effective medical image reconstruction: from clusters to graphics processing units. ACM 2008: 283-292.

2007

Schellmann M, Bohm D, Wichmann S, Gorlatch S. Towards a grid system for medical image reconstruction. IEEE NSS 2007: 3019-3025.
Schellmann M, Gorlatch S. Comparison of Two Decomposition Strategies for Parallelizing the 3D List-Mode OSEM Algorithm 2007: 37-40.

2006

Schellmann M, Kösters T, Gorlatch S. Parallelization and Runtime Prediction of the ListMode OSEM Algorithm for 3D PET Reconstruction. IEEE NSS 2006: 2190-2195.

Team

Teilprojektleiter

Frank Wübbeling

Dr. rer. nat. Frank Wübbeling
Institut für Numerische und Angewandte Mathematik
Tel.: +49 251 83-33795
wuebbel@math.uni-muenster.de

Florian Büther

Dr. rer. medic. Florian Büther
Klinik für Nuklearmedizin
Tel.: +49 251 83-49336
butherf@uni-muenster.de

Martin Burger

Prof. Dr. techn. Martin Burger
Institut für Numerische und Angewandte Mathematik
Tel.: +49 251 83-33793
martin.burger@uni-muenster.de

Wissenschaftliche Mitarbeiter

Christoph Brune

Dr. rer. nat. Christoph Brune
Institut für Numerische und Angewandte Mathematik
Tel.: +49 251 83-35127

Ralf Engbers

Dipl.-Math. Ralf Engbers
Institut für Numerische und Angewandte Mathematik
Tel.: +49 251 83-35129
ralf.engbers@uni-muenster.de

Mirco Heß

Mirco Heß
European Institute for Molecular Imaging (EIMI)
Tel.: +49 251 83-49318
mirco.hess@uni-muenster.de

Dirk Mannweiler

Dipl.-Math. Dirk Mannweiler
European Institute for Molecular Imaging (EIMI)
Tel.: +49 251 83-49318
d_mann03@wwu.de

Jahn Müller

Dr. rer. nat. Jahn Müller
Klinik für Nuklearmedizin
Tel.: +49 251 83-44732
jahn.mueller@ukmuenster.de


Kontakt

Univ.-Prof. Dr. med. Michael Schäfers
Tel.: +49 251 83-49300
schafmi@uni-muenster.de

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